Vallankumoukselliset edistysaskeleet: uusia menetelmiä proteiinien silmukoinnin parantamiseen!

Vallankumoukselliset edistysaskeleet: uusia menetelmiä proteiinien silmukoinnin parantamiseen!

Tutkimusryhmä professori tohtori Henning Mootzin ja tohtoriopiskelija Christoph Humbergin ympäriltä Münsterin yliopisto on edistynyt merkittävästi proteiinien silmukoinnin alalla. Tämän tutkimuksen tavoitteena on parantaa laboratorioreaktioiden tehokkuutta, jotka ovat kriittisiä monimutkaisten proteiinien tuotannossa.

Proteiinit koostuvat laskostetuista peptidiketjuista, jotka muodostuvat aminohapoista ja suorittavat erilaisia ​​tehtäviä ihmiskehossa. Proteiinitutkimuksen keskeinen prosessi on proteiinien silmukointi, jossa proteiinit poistetaan peptidiketjusta proteiinien oikean laskostumisen ja toiminnan varmistamiseksi. Tutkimuksessaan ryhmä havaitsi jaetun inteiinin ongelman, joka vähentää reaktionopeutta ja tuottavuutta laboratoriossa.

Väärin taittamisen haasteita

Osana tutkimustaan ​​ryhmä havaitsi, että proteiinien laskostuminen oli syynä tehokkuusongelmiin. He kehittivät menetelmän estääkseen nämä vääristymät. Tutkimukset osoittavat selvästi, että split-inteineillä voi olla laaja-alaisia ​​sovelluksia sekä perustutkimuksessa että biotekniikassa. Tämä on erityisen merkityksellistä kimeeristen proteiinien synteesille, jotka koostuvat kahdesta osasta, joista toinen on tuotettu nisäkässoluissa ja toinen kemiallisesti tai bakteerisoluista.

Erityinen tutkittu inteiini on Aes-inteiini. Molemmat katkaistun proteiinin fragmentit tuotettiin bakteerisoluissa, mutta tuottavuus oli alhainen. Suuri osa yhdestä fragmentista ilmestyi inaktiivisena proteiiniaggregaatin muodossa, joka osoitti spesifisiä laskostumisvirheitä. Bioinformaattiset analyysit määrittelivät, mitkä aminohapot ovat vastuussa tästä laskostumisvirheestä ja johtivat siten optimoitujen pistemutaatioiden kehittymiseen inteiinifragmentissa.

Etenee kohdistettujen mutaatioiden kautta

Näiden kohdistettujen mutaatioiden avulla aggregaattien muodostuminen voitiin tukahduttaa lähes kokonaan, mikä lisäsi merkittävästi pilkkoneen proteiinin tuottavuutta. Näillä edistyksillä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia proteiinien silmukointitekniikoiden käytännön soveltamiseen. Asiasta tehdyn raportin mukaan PMC Viimeisten 13 vuoden aikana pilkkoutuneiden inteiinien käyttö on lisääntynyt bioteknologisissa sovelluksissa, erityisesti luonnollisten peptidisidosten muodostamisessa.

Näistä edistysaskeleista huolimatta monet bioteknikot kohtaavat rajoituksia, jotka estävät proteiinien trans-silmukointitekniikoiden laajaa sovellettavuutta. Inteiinien rakenteen ja toiminnan syvempää ymmärtämistä tarvitaan näiden tekniikoiden optimoimiseksi edelleen. Tässä yhteydessä tutkimuksessa kuvataan PubMed että proteiinisilmukoinnin käyttö biokemiallisen tutkimuksen työkaluna on laajentunut monella tapaa viimeisen 30 vuoden aikana.

Saksan tutkimussäätiö tuki ryhmän työtä taloudellisesti, mikä korostaa tutkimuksen merkitystä. Tämän työn tuloksena saadut oivallukset pilkkoutuneiden inteiinien tuottavuuden parantamiseen voisivat paitsi parantaa olemassa olevia menetelmiä, myös avata uusia väyliä proteiinikemialle ja terapeuttisten lähestymistapojen kehittämiselle.